资源描述：
《配电网单相故障仿真计算及分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2001年9月25日Sept.25,200141配电网单相故障仿真计算及分析毕见广,郭永基,孙元章,董新洲(清华大学电机系,北京100084)摘要:相分量法可用于全面、准确地描述电力系统中不对称元件的电气特性。文中采用相分量法的数学模型来描述配电网结构参数和负荷的不对称性,在此基础上利用电力系统综合仿真计算软件NETOMAC,对配电网单相接地故障进行了较为全面的仿真计算和理论分析,得到了配电网单相接地故障的相关结论,为配电网故障分析提供了定量分析依据。关键词:相分量法;不对称分量;配电网;仿真中图分类号:TM727.2;TM
2、7110引言述;配电线路的架空线一般不经过完全的交叉换位,所以当三相线路采用不对称排列方式,如平行排列对于输电网络而言,由于线路都经过较为完全方式,其结构和参数是不对称的,采用相分量法来描的换位,且电源与负荷均具有对称性,故这种网络正[3,4][1]述,其阻抗矩阵Z和导纳矩阵Y分别为:序、负序和零序之间是解耦的,当系统发生不对称zaazabzac故障时,采用对称分量法来分析是适宜的。Z=zbazbbzbc(1)但对于配电网络而言,线路往往不经过完全的zcazcbzcc交叉换位,负荷也包含单相负荷和不对称三相负荷,yaayab
3、yac网络结构和参数不对称,难以再采用对称分量法来Y=ybaybbybc(2)分析。这种系统发生故障时,目前国内多采用传统方ycaycbycc法近似定性来分析,难以满足实际工作中准确定量式中zii,zij分别为线路单位长度的自阻抗、互阻的需要。本文对配电网供电线路和负荷采用相分量抗;yii,yij分别为线路单位长度的自导纳、互法的数学模型来描述,用德国西门子公司的导纳。NETOMAC仿真计算软件,对辐射状和环状配电网在配电网中,由于用户的分散性和不确定性,使络进行了较全面的单相故障仿真,并在此基础上对得配电网中常常由单相负荷
4、与三相负荷混合构成,各种故障现象进行了分析。在相分量法中,每个母线上的负荷,可以用一个分相1数学模型的建立和仿真软件简介的导纳矩阵表示,来反映负荷的不对称性。对于每一[2]相而言,负荷的导纳可以表示为:1.1相分量法的基本概念Pi-jQi相分量法从元件的原始结构出发,将各相的自yLDii=2(3)Vi参数及各相与其他相之间的耦合参数分别表示,充式中Pi,Qi分别为每相的有功功率、无功功率;Vi分考虑了元件在结构和参数上不对称的特点。为每相在母线处的电压;i表示a,b,c三相。1.2数学模型的建立以上是单相负荷的数学描述,如果
5、将母线上所在一般情况下,配电网连接到容量较大的输电有的单相与三相负荷的导纳均计算出来,并将二者网络上,输电网被看做是配电网的电源,故网络的电结合起来,就可以构成母线上所有负荷的综合矩阵。源采用无穷大电源来模拟,并假定三相电源电压具1.3NETOMAC仿真软件简介有对称性;变压器在结构及参数上具有对称性,也采NETOMAC仿真软件是由德国西门子公司开用三相对称的数学模型来描述。发的大型仿真软件,它可以模拟电力系统中几乎所配电网的线路主要包括架空线和电缆两种。电有的元件(包括HVDC和FACTS),能进行电磁暂缆的结构和参数是对
6、称的,用对称的线路模型来描态、机电暂态、稳态等各种电力系统过程的仿真计算。功能强大,具有时域仿真、频域分析和辨识、优化收稿日期:2001-02-23。等多种功能。它还提供了较强的用户自定义功能,可第25卷第18期Vol.25No.1842以方便地将系统的单相等值表示方式与三相等值表示方式相结合,适用于配电网故障的仿真。2基于相分量法的NETOMAC仿真计算目前,配电网的主要接线方式是辐射状网络和少量的环状网络,图1(a)和图1(b)是两种网络类型的典型结构的单相接线图。本文基于上述网络结构进行仿真。图2短架空线故障时的电压、
7、电流波形Fig.2Voltageandcurrentcurvesoffaultedshortoverheaddistributionlines升的幅度基本相同。由B1和B3两点的电压波形可图1配电网辐射状和环状网络接线方式以看出,故障起始时,在非故障相出现了冲击电压,Fig.1Configurationsofdistributionsystemsincludingradialandmashnetworks该电压为正常电压的1.78倍。这是由于在故障起始时,形成了冲击电流,此电流的一部分对线路中的电据有关资料介绍,在配电网中单
8、相接地故障占感产生了冲击,由于电感中的电流不能突变,该电流线路总故障的70%～80%,是配电网的主要故障,在电感上造成电压升高。它对配电网的安全、可靠运行有重要影响。本文着重从图2(c)的曲线可以看出,由于线路参数和负对配电网单相故障进行了仿真,研究各种因素对单荷的不对称,正常运行时三相电
